陕北黄土覆盖型丹霞地貌特征及成因

丹霞地貌在中国东南湿润地区研究程度较高,但西北干旱-半干旱地区的研究资料较少。西北丹霞地貌在形态特征和形成过程等方面独具特色,对其研究有利于提高对丹霞地貌共性特征的认识,具有重要理论意义。陕北甘泉大峡谷地处黄土高原中部,是黄土覆盖型丹霞地貌的典型代表,具有明显波状起伏的峡谷特征,对该地区的研究有利于更好地认识黄土高原丹霞地貌的演化过程。本文采用野外考察、施密特锤岩石原位硬度测量、样品薄片偏光显微镜和扫描电子显微镜观察及地理信息系统(ArcGIS)中面积高程积分等多种方法,探究陕北地区丹霞地貌的造景岩石特征、演化阶段及其控制因素。研究结果表明：(1)研究区的造景岩石为洛河组砂岩,发育大型风成交错层理,孔渗性较好,长石、岩屑及钙质胶结物含量较高,岩石抗风化能力较弱,在流水侵蚀和盐风化作用下形成峡谷密布的丹霞地貌。(2)甘泉大峡谷与桦树沟的面积高程积分值分别为0.51和0.49,指示该地区的地貌演化阶段为壮年期,流水侵蚀为地貌演化的主要控制因素。(3)研究区丹霞地貌于新近纪晚期之前可能已经形成,随后第四纪气候变干,风成黄土堆积在丹霞山峰之上和峡谷之间,流水溯源侵蚀使峡谷进一步加深变长,形成了...     

丹霞地貌定义、分类及丹霞作用研究

丹霞地貌以广东丹霞山最为典型而得名,是一种发育赤壁丹崖群的特殊地貌类型,近年来随着旅游开发不断升温而成为景观地貌学关注的重要对象,但其中一些基本问题长期争论不休。本文从命名地的地质、地貌特征和我国区域地质发展史角度出发,重新厘定了丹霞地貌的定义与分类,强调丹霞地貌的三大基本要素:赤壁丹崖地貌特征、燕山旋回以来陆相红层基础和以流水侵蚀为主的地质营力。西北地区也广泛发育丹霞地貌,一类是黄土覆盖下的古丹霞,另一类是干旱区片流侵蚀和泥乳贴膜的丹霞。丹霞作用是对中新生代陆相碎屑岩经流水侵蚀、重力崩塌和风化剥落等多种地质作用的统称,其产物就是丹霞地貌。岩性控制和崖壁片流垂蚀是丹霞作用的两种特殊机理。红层盆地的沉积相及其岩性差异控制着丹霞地貌的发育及其景观类型,据此在地貌发育的构造、外力和时间三个因素基础上增加了岩性因素。南方典型的红层盆地中,边缘冲积扇相粗碎屑岩地区可经历青年、中年和老年等发展阶段,盆地中央湖泊相泥岩、粉砂岩却没有经历过绝壁陡崖发展阶段。暴雨水流在丹霞崖壁上发生近垂直向下的侵蚀作用叫片流垂蚀作用。其中冲蚀作用形成竖状沟槽、竖状洞穴,涡蚀作用(借助风力吹动发展成垂直崖壁的涡旋)形成圆锥状洞穴、串珠状洞穴,后者使得洞穴沿软弱岩层分布,进一步扩大成扁平状洞穴。这些洞穴形成年代具有垂向一致性,不具有上老下新变化趋势,而在水平方向上,不同部位洞穴的形成年代可能不同。     

爆破振动下海底隧道涌水量预测研究

爆破振动效应下海底隧道涌水量预测目前仍是一个难题。以青岛地铁1号线瓦屋庄站—贵州路站过海区间海底隧道为工程背景,基于等效连续介质模型,利用镜像法推导考虑损伤区因素的海底隧道涌水量计算公式,通过正演与反演的方式,结合数值模拟计算结果以及实际工程监测结果综合验证公式的正确性并分析损伤区因素对涌水量的影响机制。结果表明：爆破振动产生的挤压作用使得隧道周边围岩孔隙水压力会在短时间内急速上升,到达峰值后随着爆破振动的减弱及消失开始缓慢下降;在损伤区因素影响下,隧道涌水量随着损伤区厚度增加逐渐变大,但不会随着损伤区渗透系数的增加而不断增加;数值模拟计算考虑爆破损伤区与否的隧道涌水量比值为1.4,与文章所推公式计算结果 1.342相比误差仅为4.1%,且计算结果与现场实测结果相比仅少0.53 m3/（d·m）,相对于传统计算公式结果更接近实测结果,说明本文计算公式适用于考虑损伤区因素的隧道涌水量计算,具有较高的工程应用价值。     

江西石城国家地质公园龟裂地貌特征及成因分析

江西石城国家地质公园的龟裂地貌主要产于晚白垩世河口组红色砂岩中,造型奇特、多样,形成许多象形景观,如龟寿石、松果石、鳄鱼石、仙人犁田等,引人注目。但是,对这些龟裂地貌的微观研究不足,导致对其成因的解释比较模糊。本次在野外用罗盘测量裂隙走向,同时采集砂岩样品进行偏光显微镜和扫描电子显微镜实验观察,分析龟裂地貌形成的原因。野外观察发现,龟裂地貌主要发育在颗粒相对均匀的厚层细粒砂岩中,可产在砂岩层面或其它暴露面上,向下延伸一般不超过15 cm。在偏光显微镜下,砂岩样品的碎屑颗粒主要为次棱角状-次圆状,分选性较好,填隙物中含有方解石胶结物。在扫描电镜下,颗粒胶结疏松,颗粒表面的溶蚀小孔和裂隙比较常见。结合国内外类似研究,本文认为岩性是龟裂地貌发育的基本要素,裂隙走向的玫瑰花图显示,断裂构造控制了一部分龟裂的形成,但并不是唯一的原因。在风化作用过程中,由于硅、铁、锰氧化物沉淀而在砂岩表层形成薄层结壳,后由于应力拉张使结壳破裂,形成细小的裂隙,流水沿着裂隙侵蚀使其扩大,最终形成龟裂地貌。最后,提出龟裂地貌的四个阶段演化模式。     

江西赣州石城国家地质公园丹霞地貌特征及旅游开发

摘要: 石城国家地质公园位于江西省赣州市,以丹霞地貌景观为主要旅游资源,以发育在红色砂岩中的龟裂地貌为特色。不同类型的龟裂地貌组合成为栩栩如生的象形景观,尤以龟寿石和仙人犁田最引人注目。通过野外地质调查,总结了园区丹霞地貌景观类型和特征,认为它们主要是晚白垩世陆相红层受到构造抬升、断裂切割、岩性组成、流水侵蚀及风化作用形成的,砂岩独特的龟裂地貌主要是风化作用的结果。近些年来,石城国家地质公园旅游发展虽然取得了明显进步,但主要还停留在观光旅游层面。在国家提倡科普教育、研学旅行的背景下,园区应与广东丹霞山、福建泰宁、江西龙虎山等世界地质公园开展交流与合作,借鉴成功经验; 增加科研投入,为提升景区研学质量提供基础研究资料。     

走向世界的丹霞地貌学术盛会——国际地貌学家协会丹霞地貌工作组第一次会议暨第二届丹霞地貌国际学术讨论会在韶关成功召开

由国际地貌学家协会(IAG)、国际地质科学联合会(IUGS)、中国地理学会和中国地质学会支持,国际地貌学家协会丹霞地貌工作组和中山大学地理科学与规划学院主办,广东丹霞山世界自然遗产、世界地质公园管委会承办的“国际地貌学家协会丹霞地貌工作组第一次会议暨第二届丹霞地貌国际学术讨论会”于2011 年10 月28-31 日在广东省韶关市隆重召开。来自新西兰、波兰、美国、德国、英国、意大利、韩国、日本、中国等9 个国家95位专家、学者及景区技术与管理人员代表出席了会议。     

国内外红层与丹霞地貌研究述评

在中国丹霞地貌走向世界,开始一个新的发展阶段的时候,回顾并评述国内外红层和丹霞地貌的研究进展十分必要。国内在该领域的研究长期集中在红层特性、工程地质、丹霞地貌特征及发育的基本问题等方面,但对红层的地质和地貌融合研究不足,对不同红层的岩性差异及其在外动力条件下的地貌表现和地貌发育过程缺乏深度研究;国外还没有红层地貌和丹霞地貌的专门研究,学者们主要关注红层形成的地质背景,有关红层地貌的研究多分散在砂岩地貌中,但其在微观、定量、实验研究方面值得借鉴。本文认为当前有关红层和丹霞地貌的研究大多为单因子研究,缺乏系统的思想方法,各学科研究存在多张皮的问题。提出应明确红层和丹霞地貌的学科归属,深化基础研究,加强各学科之间的融合,并推动国际交流和对比研究。     

丹霞山顺层洞穴风化特征的试验研究

以丹霞盆地丹霞组2段顺层洞穴为研究对象,探讨不同岩性红层抗风化能力的差异,重点关注软岩夹层的风化特征及其对顺层洞穴发育的影响。在野外考察的基础上,选择3个典型顺层洞穴为案例,采集了洞穴剖面不同岩性红层的岩样及夹层水样品,进行一系列的岩矿理化测试和水样分析实验。结果表明：洞穴剖面岩性的不均一性及软岩夹层的风化凹进是形成丹霞山顺层洞穴的主要原因。顺层洞穴发育的软岩夹层一般是粉砂质泥岩,粘土矿物含量高,以泥质胶结为主,吸水性较强,开型空隙率较大,抗压强度小,易于风化破碎;上下岩层主要是砂岩和砂砾岩,以钙质和铁质胶结为主,吸水性较弱,开型孔隙率较小,抗压强度较大,风化速度较慢。在洞穴岩层风化过程中,粘土矿物的胀缩、钙质胶结物的溶解, 及铁质胶结物的水化作用等是导致岩体结构破坏的重要因素,但促使不同岩性红层风化的主导因素有所差别。粉砂质泥岩的风化以粘土矿物的胀缩作用为主,砂岩和砂砾岩的风化则以钙质胶结物的溶解作用为主。此外,酸性雨水渗入岩体后与各种矿物进行的一系列离子交换作用也促进了顺层洞穴岩层的风化。     

国内外红层分布及其地貌发育的对比研究

为了解全球红层的时空分布规律及其地貌发育的差异,对国内外红层的分布、形成年代、地质构造背景、古地理环境、岩性和地貌特征等进行了对比研究。结果表明：国内红层主要分布于东南、西南、西北等地区,形成年代主要为中生代,尤以白垩纪为主,构造环境主要为古陆块活化时形成的断陷/拗陷盆地;沉积环境几乎全部为陆相,形成于干旱或半干旱古气候条件;岩性复杂,兼具砾岩、砂岩、粉砂岩和泥岩,发育了丹霞地貌、红层高原、红层山地和红层丘陵等多种地貌类型。国外红层的形成年代跨度很大,从前寒武纪到新近纪均有发育,呈现出从老陆块向新陆块扩展的趋势;构造环境分为山前/山间拗陷堆积、地台拗陷堆积、裂谷盆地堆积和弧后盆地堆积;沉积环境以陆相为主,兼具滨-浅海相和海陆过渡相,也形成于干旱、半干旱气候;岩性以砂岩、粉砂岩和泥岩为主,砾岩较少;发育的地貌类型相对单一。     

陕北丹霞地貌特征及国内外对比研究

通过野外考察,并结合地质资料和样品分析,对陕北丹霞地貌形成的地质构造背景、红层岩性、形态特征、演化过程等进行系统阐述,并与中国东南部湿润区及国外的典型丹霞地貌进行对比,总结其共性和差异。结果表明：陕北丹霞地貌形成的构造环境为大型内陆坳陷盆地——鄂尔多斯盆地,主要成景地层为洛河组紫红色中-细粒长石石英砂岩,形成于早白垩世的干旱沙漠环境,发育大型交错层理,其碎屑颗粒分选性和磨圆度较好,但结构松散,胶结程度较弱,颗粒表面有碟形撞击坑等典型风成砂岩特征。陕北丹霞地貌最显著的特征是顶部有第四纪黄土盖层,形成覆盖型丹霞,地貌发育总体上处于青年期,整体为高原-峡谷景观,发育密集的沟谷群和连续的丹霞崖壁,但孤立的单体地貌较少。陕北丹霞地貌演化过程可划分为早白垩世红层沉积-晚白垩世红层盆地构造抬升和古丹霞发育-古近纪以来间歇式抬升-第四纪黄土覆盖等4个阶段。国内外对比方面,陕北丹霞与中国东南部湿润区的丹霞地貌在构造环境,物质基础,地貌特征等方面差异较显著,但与美国西部的丹霞地貌存在许多相似性。